package com.zyk.leetcode;

import java.util.ArrayDeque;
import java.util.Deque;

/**
 * @author zhangsan
 * @date 2021/4/20 15:50
 */
public class C42 {

    // 接雨水的最大高度为, 左右两边的最小值, 对于每个元素i能接的雨水= 昨天比他高的最大值和右边比他高的最大值 中的最小值 - height[i];
    // 如果暴力解, 需要对每个元素都要求一变左边右边最大值, 时间复杂度O(n^2)
    // 可以提前加工成每个元素左边比他大的最大值, 和右边比他大的最大值, 这样一次遍历就能计算结果, 所以时间复杂度O(n)
    public static int trap(int[] height) {
        int N = height.length;
        if (N == 0) return 0;
        int[] leftHeight = new int[N];      // i的左边比他大的最大元素
        int[] rightHeight = new int[N];     // i的右边比他大的最大元素
        leftHeight[0] = height[0];
        rightHeight[N - 1] = height[N - 1];
        for (int i = 1; i < N; i++)
            leftHeight[i] = Math.max(leftHeight[i - 1], height[i]);
        for (int i = N - 2; i >= 0; i--)
            rightHeight[i] = Math.max(rightHeight[i + 1], height[i]);

        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < N; i++)
            ans += Math.min(leftHeight[i], rightHeight[i]) - height[i];
        return ans;
    }


    // 单调栈实现, 栈内存放下标, 方便直接计算面积
    // 栈为, 从大到小的栈. 如果元素比当前元素大, 则计算面积= 高的高度-低的高度 * 宽度, 最左最右不计算
    public static int trap2(int[] height) {
        int ans = 0;
        Deque<Integer> stack = new ArrayDeque<>();
        int N = height.length;
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            while (!stack.isEmpty() && height[i] >= height[stack.peek()]) {
                int top = stack.pop();
                if (stack.isEmpty()) break;
                int left = stack.peek();    // 左边比他大的下标
                int curWidth = i - left - 1;
                int curHeight = Math.min(height[i], height[left]) - height[top];    // 当前比他大的下标, 和左边比他大的下标选最小值 - 它的高度是能接水的高度
                ans += curHeight * curWidth;
            }
            stack.push(i);
        }
        return ans;
    }

    // 方法1的思路, 改成双指针, 节省了两个O(N)的数组空间, 以及两次O(N)的复制操作时间
    // 定义左右指针, 都不回退(有点单调性的意思).左边维护一个当前最大的值, 右边维护一个右边最大的值
    public static int trap3(int[] height) {
        int ans = 0;
        int l = 0, r = height.length - 1, lMax = 0, rMax = 0;
        while (l < r) {
            lMax = Math.max(height[l], lMax);
            rMax = Math.max(height[r], rMax);
            if(height[l] < height[r])
                ans += lMax - height[l++];
            else
                ans += rMax -height[r--];
        }
        return ans;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] height = {0, 1, 0, 2, 1, 0, 1, 3, 2, 1, 2, 1};
//        int[] height = {4, 2, 0, 3, 2, 5};
        System.out.println(trap(height));
        System.out.println(trap2(height));
        System.out.println(trap3(height));
    }

}
